微小型无人机遥感系统设计研究

计算机的普及推动着遥感技术进入飞跃的发展阶段,我国信息化建设的步伐在逐渐加快,进而反映出传统遥感技术的很多缺点。在传感技术、自动控制技术快速发展的基础上,搭载遥感成像设备的无人机系统可弥补传统遥感系统的缺点,提高遥感数据获取的灵活度和实用性。因此,对微小型无人机遥感平台进行了设计研究,分析遥感系统图像处理流程和微小型无人机的主要应用领域。     

基于控制点配准算法的无人机遥感影像自动无缝拼接技术

传统无人机遥感影像自动无缝拼接技术无法精准匹配影像信息,导致无人机遥感影像拼接结果出现大量缝隙,拼接效果差。因此提出了基于控制点配准算法的无人机遥感影像自动无缝拼接技术。遵循无人机影像成像原理,获取无人机遥感影像,并将数据以图像格式文件形式存储。设置阈值,剔除最邻近域和次邻域比值大于阈值的控制点,对影像坐标平移和缩放数据标准化处理,彻底消除坐标变换对图像配准影响。构建相似变换矩阵,获取新的控制点集,使用直接线性变换算法预估变换矩阵,得到线性解。经过粗、细配准,确定不同图像重叠区域。搜索最佳拼接线,使用加权平均融合法消除拼接缝,由此设计拼接流程。由实验结果可知,该技术能够精准匹配影像信息,检测到影像最大分辨率为1000*800,具有良好拼接效果。     

双目视觉的图像采集模块设计

双目立体视觉是计算机视觉的一个重要分支[1],可以用于获取三维空间中的目标的位置信息(包括距离信息).而图像采集是整个双目视觉系统的基础,改善图像采集的性能可以改善系统的整体性能.基于Zynq-7000芯片将ARM和FPGA集成为一体的特征,讨论了基于该芯片设计实现的双目视觉的图像采集模块.通过在Zynq-7000芯片的FPGA部分设计实现的采集模块与DMA模块的协同工作,提高了图像采集与传输的效率,减轻了CPU的负担,提高了整个视觉系统的性能.     

基于云台摄像机的自适应无人机跟踪系统

针对当前光电跟踪系统作用距离短、目标跟踪易丢失、视频图像抖动等问题,设计了一种适用于远近距离目标稳定跟踪的系统.首先利用云台摄像机连续采集图像;其次图像处理模块预测目标图像区域进行目标检测;然后利用目标大小进行镜头的变倍变焦自适应控制;最后将视场划分三个区域,根据连续时间目标偏移中心趋势及所在区域位置逐步控制云台的速度和方向,使目标保持在图像中心附近,实现自动实时跟踪.测试表明,在能见度大于10 km的条件下,系统对轴距0.3 m的无人机(UAV)跟踪距离可达3 km,角度跟踪误差低于0.35°,平均单次检测时间小于20 ms.该系统实现了对空中无人机全方位、远近距离的实时稳定跟踪.     

基于嵌入式系统的体感控制装置

本文系西南科技大学大学生创新基金项目资助,项目编号CX16-026.项目设计了一种基于嵌入式系统的体感控制装置,分别从图像采集、色彩复原、图像存储、图像显示、图像传输、图像匹配等六大模块来阐述.在此基础上,具体对色彩复原模块,图像匹配模块相关算法进行研究,使用户可以利用姿势来控制计算机,达到增强人际互动的趣味性.     

防止无人机起落架影响视场的可翻转支架研究

针对折反射式全景相机获取全方位图像时,由于无人机起落架的遮挡,造成图像获取要素不完整的问题,设计了一种防止无人机起落架影响全景相机视场的可翻转支架系统。通过采集无人机离地距离和飞行状态调节全景相机镜头的位置,可以防止无人机起落架落入图像内,使得采集要素的完整性达到了100%,提高了采集的图像质量;同时可以根据无人机的起落距离,对全景相机进行翻转收放,避免镜头与地面相接触,有效保护了镜头。     

基于STM32F的企业楼宇节能控制系统设计

针对企业楼宇耗电量严重的问题,研究设计了基于STM32F的楼宇节能控制系统;该系统采用红外传感模块统计楼宇内人数,使用光控模块采集光照度,通过微处理器实时采集人数和光照强度信号,然后进行数据处理和算法分析,从而实现楼宇照明灯具的自动控制;同时采集用电电器的工作状态信息,若电器长时间处于待机状态,系统将会自动切断其供电电源;实验结果表明:企业楼宇节能控制系统提高了电能利用率,实现了楼宇的低碳节能。     

基于深度学习算法的高分辨率无人机遥感图像自动分割

高分辨率无人机遥感图像自动分割对于图像的目标识别与检测具有重要意义,为提升图像分割精度,提出基于深度学习算法的高分辨率无人机遥感图像自动分割方法。采用直方图均衡化算法增强遥感图像后,构建基于编/解码器架构的深度学习网络语义分割模型,针对增强后的图像,在编码环节中引入残差模块强化对分割目标有效的特征;在解码环节中,采用多尺度融合模块将低层特征的局部细节信息和高层特征的语义信息相融合。同时针对遥感图像内地物类别不均衡的现象,以带权重的交叉熵为模型损失函数,克服模型选择偏好问题,提升模型分割精度。实验结果显示该方法可准确分割遥感图像内不同类型目标,分割精度达到95%以上。     

机械密封微小形变图像测量系统像素当量的标定

在机械密封数字散斑微小形变图像测量系统中,像素当量的标定工作介于图像采集和处理之间;基于VC++2008 MFC开发了图像像素当量标定系统;系统包含了抓图、图像的阈值分割、形态学处理、扫描检测标定块的边缘及线性回归分析功能;介绍了抓图软件的开发过程;编制了形态学的腐蚀、膨胀及开/闭运算的函数,使用这些函数实现了图像的形态学处理;在形态学处理后显示图像的基础上框选包含标定块的理想区域使用扫描法获取边缘信息;对获取的边缘信息进行线性回归分析拟合出标定块的上下边缘的直线方程,根据拟合出的方程求出两条直线间的距离,最后用标定块的实际宽度除以直线间的距离即为像素当量;运行结果表明获得了亚像素级别的像素当量,保证了后期使用DSCM方法计算微小形变的精度.     

基于无人机遥感技术的配电网巡检系统设计

目前我国电网巡检以人工为主,由于相关监管体系并不到位,存在电力支线丢失等问题,现提出基于无人机遥感技术的配电网巡检系统设计。系统硬件设计方面包括客户端、服务器、无人机遥感终端三部分,根据硬件配置设计无人机遥感终端,确定终端操控方式。系统软件设计方面包括获取遥感巡检图像,采用自适应滤波设计系统导航算法巡检配电网,建立配电网数据模型,检测配电网线路的运行情况,让图像与实际数据紧密结合,实现配电网巡检。实验结果表明,与选取的其余系统相比,本系统与实际配电网电力线路具有较高的拟合度。     

基于无人机摄影电力线缆破损位置检测方法

由于部分电力线缆所处环境较为恶劣,极易发生损坏且人工检测可操作性不强,导致位置检测结果与实际破损位置误差大,因此提出基于无人机摄影电力线缆破损位置检测方法。标定无人机采集图像坐标系,提取电力线缆破损有效位置信息。采用色彩空间分割技术,获取图像灰度值,对无人机摄影图像进行校正处理。使用差分计算梯度分量算法,对图像处理结果展开迭代计算,完成破损点定位分析实现电力线缆破损位置的检测。经实验证实,此方法位置检测结果与实际破损位置误差最小,有效提升了电力线缆破损位置检测精度。     

智能森林多状态视觉监控系统的设计与实现

针对现有森林监测系统对森林的多样性事件识别功能不足的问题,设计了一套基于计算机分布式视觉模型的森林病虫害监控系统;监控系统设计了底层控制站CCD森林视觉信息采集模块和DP总线信息传递模块,准确、实时地检测出虫害、干旱、风化等森林多样性事件,增加了系统功能;利用遥感森林监控图像的均值作为初始背景;根据不同森林灾害事件获取背景图像进行实时更新;利用森林光谱特征就距离算法获取差分图像,并进行形态学处理;根据DSP处理器得到的二值图上植物目标的特征,判断发生了哪类森林灾害事件;针对该系统测试表明,系统在对高空采集的遥感森林图像的病虫害监测中,对红粉、白粉、黑星和白板的分类正确率达100%,对干旱和风化等灾害事件的识别正确率达80.00%和93.33%,适用于信息融合型的森林智能监控系统应用。     

基于NB-IoT智能远传水表的研制

为了适应智慧城市智能抄表管理的需求,文中设计开发了一套基于STM32L051C8T6和NB-IoT通信模块BC26的智能远传水表。该系统利用嵌入式和窄带物联网技术,可以通过PC等终端远程采集水表水流量数据,同时可及时获取异常报警信息,方便水务公司实现数字化、精准化、智能化管理。测试结果表明,该智能水表实现了远程低功耗数据采集,运行稳定,达到了预期设计目标。     

基于FPGA的线阵CCD实时图像采集系统

设计了一种基于现场可编程逻辑器件的线阵CCD实时图像采集系统。系统采用线阵CCD TCD2252D作为图像传感器,使用CCD专用信号处理芯片AD9826对CCD信号去噪并实现高速A/D转换,同时用USB接口芯片完成CCD数据的传输,最后在上位机显示采集的图像数据。整个系统由基于Verilog的CCD驱动模块、CCD输出信号处理模块、双口RAM缓存模块、USB接口控制模块等组成,结合上位机模块实现对CCD输出图像的准确采集、显示和保存。实验结果表明,该系统能实时采集和显示图像信息,USB传输速度可达28 MB/s,系统实时性好。     

基于无人机倾斜摄影的电力巡检三维建模研究

目前,面对国家特高压(UHV)骨干输电网络规模的不断扩增,传统的野外人工电力巡检机制已经无法适应新需求。对此,结合倾斜摄影可多视角、实时采集影像信息的优势,搭载多旋翼无人机技术,构建无人机电力巡检系统。基于前视与侧视的双视角采集需求,进行无人机倾斜摄影设备的选型。而后,结合巡检资料与无人机航线规划展开过切斜摄影作业,从而获取电力巡检的多维图像数据。最后,根据图像信息,利用连接点提取、密集匹配等技术,使用Pix4Dmapper软件完成电力巡检三维模型重建。通过试验证明,该无人机巡检系统可准确再现三维实景,与实测数据的偏差较小,达到了三维建模的高精准要求。     

基于运动检测的远程图像采集系统的设计与实现

文章设计了一种基于运动检测的FPGA远程图像采集与存储系统,并给出了系统整体设计方案和核心的运动检测模块的具体实现方法。该系统主要由图像采集模块,运动检测模块,图像存储模块以及网络接入模块组成。该设计在FPGA多媒体开发平台EP2C70的基础上添加基于LAN91C111的网络接入模块来实现,利用Verilog语言在该平台上具体实现运动检测算法。试验证明该系统可以快速并智能化采集图像信息,快速的检测异常运动物体,采集的图像信息被实时存储或者通过网络接入模块实现远程传输。     

基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统设计

针对当前水文遥感监测系统遥感图像清晰度较低,造成水文遥感监测准确率下降的问题,提出了基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统;在硬件系统设计上,按照水文特征数据调配审核内容,划分硬件操作模块,选用ARM单片机作为水文遥感监测传感器,采用AT91SAM9X35-CU微处理器芯片,通过CC2530F256RHAR微处理芯片完成信息处理,利用供电电流传导方式特征转换水文信息,设计系统采集模块,集中编写与采集监测流域内部水文特征,根据CUAHSI-HIS对流域水文特征进行水文数据调整,并按照调整后的水文数据对监测系统软件平台进行管理,加强对平台的管理,整理平台改造信息,执行软件平台系统改造指令;实验结果表明,基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统遥感图像清晰度较高,能够有效提高监测准确率。     

基于微型无人机航测的三维地形辅助测量方法研究

为了实现对三维地形的辅助准确测量,提出基于微型无人机航测的三维地形辅助测量方法.采用地形网格间距的自适应网格匹配方法构建三维地形微型无人机航测遥感图像采集模型,对采集的三维地形微型无人机航测遥感图像采用匹配滤波器实现自适应滤波检测,提取遥感图像的高精度地形特征量,通过三维地形数据加载和程序交叉编译控制方法,实现对三维地...     

基于深度学习的城市遥感图像处理系统设计与实现

城市绿化对于城市生态至关重要,因此如何监管和保护绿化资源成为环境保护、城市绿化规划等领域的重要课题。随着深度学习引入遥感技术,自动化绿化监管成为一个主流方向。基于语义分割网络模型开发了一种绿化信息提取系统,可以自动标注城市遥感图像中的绿地,并进行城市绿化面积的计算和相关数据的存储。同时使用SRGAN实现低分辨率遥感图像的4倍分辨率提升并增加纹理和细节。该系统可帮助政府或企业分析绿化分布情况,同时经济便捷地获取高分辨遥感图像。     

数字图像处理技术在遥感图像分类中的应用

利用数字图像处理技术高效地处理遥感图像是提高我国农业信息处理、无人机、自然地理测绘等领域水平的重要手段。本文首先简述了数字图像处理技术的概念,进而按照场景分类介绍数字图像处理技术在遥感图像分类中的应用。